JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise
onsdag 18 september 2019 VECKA 38

Tesla-finansierade forskare under ledning av Jeff Dahn (bilden) har mätt upp att deras litiumjonbatteri klarar tusentals fulla laddcykler med 90 procents kvarvarande kapacitet. Inga tidigare resultat ligger ens i närheten av detta. Att laddcyklerna är fullständiga, från tomt till fullt batteri, demonstrerar att batteriet stöder busstrafik och andra intensiva tillämpningar.

En rapport från Jeff Dahns labb på Dalhousie University i Halifax, Kanada – som sponsras av bland annat elbilstillverkaren Tesla – har verifierat genom tester att en battericell kallad NMC532/AG kan ge batterifordon som klarar drömgränsen på ”a million miles” (1,6 miljoner kilometer).

Livstiden är exempelvis 2–3 gånger längre än vad de batterier Tesla använder idag kan ge. I energilager skulle batteriet ha en livslängd på 20 år.

Det är inte battericellen i sig som är huvudnyheten, utan det faktum att forskarna efter tre års tester törs slå fast att den har dessa imponerande egenskaper. Mätningarna ger ett nytt facit för övriga forskare att rätta sig efter när de räknar på potentialen för litiumjonbatterier.

Forskarnas rapport beskriver deras testresultat. Konstruktionen har testats i temperaturer mellan 20 och 55°C. Vissa tester har pågått under tre år. En del av elektrolyterna som testats klarar snabbladdning.

Forskarnas favoritdiagram – ”to get your attention” som de skriver. Deras mätningar (lila och grön plott) visar betydligt mer kvarvarande kapacitet efter många totala laddcykler, än tidigare resultat för full laddcykel (svart plott). De klår till och med andras resultat för partiella laddcykler (blå och röd).

I en mätserie då temperaturen hölls på 20°C låg kapaciteten kvar över 90 procent när antalet laddcykler närmade sig 5000. Närmast tidigare jämförbara rapport som mätte fulla laddcykler visade en degradering till under 90 procents kapacitet efter några hundra laddcykler och gick brant nedåt till under 50 procent innan 1000 cykler.

Observera att forskarnas resultat för kompletta laddcykler till och med är bättre än vad som tidigare mätts upp för partiella laddcykler – se diagrammet.

Att mäta på kompletta laddcykler kan verka överdrivet. Med partiell urladdning kan litiumjonbatterier få längre livslängd, enligt tidigare forskning, och fordon för privattrafik har idag bara ett urladdningsdjup (DOD, depth of discharge) på kanske 25 procent per dag.

Poängen med att mäta fulla laddcykler är att sådana förmodligen kommer att bli mer relevanta på sikt. Dels för kommersiell trafik som långtradare, taxi och buss, och dels för vanliga hushåll som använder sin bil som energilager i hemmet, så kallad vehicle-to-grid (V2G).

Forskarna har avslöjat en hel del om den testade battericellen, och kommer snart att avslöja ännu mer.

Den är en litiumjoncell, i likhet med alla andra elbilsbatterier av idag. Kemin heter NMC/AG vilket innebär att katoden är av nickel, mangan och kobolt, och anoden av artificiell grafit.

Proportionerna mellan N, M och C är 5+3+2. Katoden består av en enda kristall. Grafiten levereras av kinesiska Kaijin och heter AML-400. Elektrolyten är av en ny typ.

Forskningsgruppen har haft många mätningar rullandes i labbet under de senaste tio åren, och den NMC532/AG-cell som de berättar om i rapporten, är den som visat upp längst livstid.

En nackdel är att energidensiteten beskrivs som ”moderate”. Det kan betyda att det kommer att behövas fler battericeller för att lagra samma mängd energi.

En annan reservation är att testerna är gjorda på påsceller (pouch cells) och att resultaten enligt forskarna möjligen inte kan generaliseras till prisma- eller cylinderceller.

Northvolt är säkerligen nyfiket på Teslas konstruktion eftersom även Northvolt sagt sig sikta på att ta fram batterier med lång livslängd. Northvolts första generation battericeller ska tillverkas som prismor och cylindrar.

Elon Musk har tidigare hävdat att Tesla redan nästa år kommer att presentera en generation batterier som ska klara just en miljon miles.

Idag tillverkas Teslas batterier av Panasonic i Teslas lokaler, men Tesla är i färd med att bygga upp batteriproduktion i egen regi. Sajten Electrek säger sig ha fått bekräftat att det är just denna NMC532/AG-cell som Tesla kommer att använda i sina egentillverkade batterier.

Tesla Model 3 konstrueras i likhet med till exempel yrkesfordon med en drivlina som ska hålla en miljon miles. När det nya batteriet tas i drift ska denna livslängd därmed kunna avverkas utan batteribyte. 

Att mätningarna gjordes med full laddcykel är intressant för Tesla eftersom planen frö dess vd Elon Musk länge varit att Tesla-ägare ska kunna använda sina bilar som en sorts Airbnb för fordon. Bilarna ska till och med kunna köra sig själva till den som hyr dem. Elon Musk beskriver sina bilar inte som en utgift utan som en investering som kommer att ge utdelning. Han tänker till och med försöka att själv få en del av den kakan.


BILD: Nick Pearce

MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)